【手続補正書】
【提出日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】インクジェットヘッド構造、画像形成装置、インクジェット記録装置、及びインクジェットヘッド製造方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  液室の一部を形成する振動板を静電力で吸引することで該振動板を変形し、該振動板の弾性力を開放することでインクを吐出する静電型インクジェットヘッドにおいて、振動板として絶縁体を用いたことを特徴とするインクジェットヘッド構造。
【請求項２】  請求項１のインクジェットヘッド構造において、絶縁体がシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、硼珪酸ガラスのいずれかであることを特徴とするインクジェットヘッド構造。
【請求項３】  請求項１又は請求項２のインクジェットヘッド構造において、各ノズルに対応した振動板にそれぞれ個別の電極を形成することを特徴とするインクジェットヘッド構造。
【請求項４】  請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において、振動板に対向する保持基板が複数ノズルに渡り連続した導体であることを特徴としたインクジェットヘッド構造。
【請求項５】  請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において、液室を構成する基板側に溝を形成することを特徴とするインクジェットヘッド構造。
【請求項６】  請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において電極が多層で酸化膜振動板に接する層の抵抗が低いことを特徴とするインクジェットヘッド構造。
【請求項７】  請求項１乃至６のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】  請求項１乃至６のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】  電極を外部に引き出すパッド領域を保持基板であるシリコンを熱酸化することで固定することを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
【請求項１０】  請求項９のインクジェット製造方法において、シリコン窒化膜をギャップ内に形成し酸化防止膜に用いることを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成用のヘッド構造に関するもので、特に複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の画像形成装置に用いられるインクジェットヘッド構造の改良、該インクジェットヘッドの製造方法及び改良されたヘッドを組み込んだ画像形成装置、インクジェット記録装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液室の一部を形成する振動板を静電力で吸引することで該振動板を変形し、該振動板の弾性力を開放することでインクを吐出する静電型インクジェットヘッドにおいて、振動板として絶縁体を用いたインクジェットヘッド構造を最も主要な特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１のインクジェットヘッド構造において、絶縁体がシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、硼珪酸ガラスのいずれかであるインクジェットヘッド構造を主要な特徴とする。
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２のインクジェットヘッド構造において、各ノズルに対応した振動板にそれぞれ個別の電極を形成するインクジェットヘッド構造を主要な特徴とする。
請求項４の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において、振動板に対向する保持基板が複数ノズルに渡り連続した導体であるインクジェットヘッド構造を主要な特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において、液室を構成する基板側に溝を形成するインクジェットヘッド構造を主要な特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において、電極が多層で酸化膜振動板に接する層の抵抗が低いインクジェットヘッド構造を主要な特徴とする。
請求項７、８の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造を有する画像形成装置、及びインクジェット記録装置を主要な特徴とする。
請求項９の発明は、電極を外部に引き出すパッド領域を保持基板であるシリコンを熱酸化することで固定するインクジェットヘッド製造方法を最も主要な特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項９のインクジェット製造方法において、シリコン窒化膜をギャップ内に形成し酸化防止膜に用いるインクジェットヘッド製造方法を主要な特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
請求項７、８の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造を有する画像形成装置、インクジェット記録装置を特徴とするので、高密度化に伴い液室短辺が短いヘッドを持ちながら、振動板膜厚を高精度で薄く制御できるのでより低電圧で駆動することができる。
請求項９の発明は、電極を外部に引き出すパッド領域を保持基板であるシリコンを熱酸化することで固定するインクジェットヘッド製造方法を最も主要な特徴とする。インクジェットヘッド製造方法においては、個別電極を液室基板に形成する場合、引きだし電極パッドの形成が難しい。請求項９の発明は、電極を外部に引き出すパッド領域を保持基板であるシリコンを熱酸化することで固定するので、保持基板に電極パッドを容易に固定することができる。
請求項１０の発明は、請求項９のインクジェット製造方法において、シリコン窒化膜をギャップ内に形成し酸化防止膜に用いるインクジェットヘッド製造方法を主要な特徴とする。請求項９のインクジェット製造方法においては、ギャップ内を酸化することで引きだし電極を固定しているが、請求項１０の発明は、シリコン窒化膜をギャップ内に形成し酸化防止膜に用いることとするので、酸化で振動板が変位するギャップ深さが減少することがない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従い説明する。
尚、本発明のインクジェットヘッド構造は当然のことながら静電型インクジェットヘッドに関するものである。このインクジェットヘッド構造は、画像形成装置、インクジェット記録装置に適用することができる。
図１は本発明のインクジェットヘッド構造の構造概略図であり、ａ）は正面縦断面図、ｂ）は加圧液室の短辺方向断面図を示す。加圧液室７の底面壁として形成された振動板６と対向する対向個別電極５に電圧を印加し、静電力で振動板６を変位させた後、静電力を開放し振動板の弾性復元力で加圧液室７のインクを加圧することでインクをノズル１０から吐出する。
また、インクは振動板６が変位した際、流路８を通り共通液室９から加圧液室７内に供給される。本発明のインクジェットヘッド構造では振動板６として絶縁体を用いることが特徴である。
絶縁体としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、硼珪酸ガラス等が使用できる。
以下、実施形態としては、シリコン酸化膜を用いた場合について説明するものとする。
インクジェットヘッドの高密度化の要求に対応する実施形態について説明する。
ノズル密度が３００ｄｐｉである場合、１ピッチは８４．７μｍになる。振動板短辺長は６０μｍ程度以下になる。本実施形態では隔壁幅を約３０μｍとし、振動板短辺幅を５５μｍとしてヘッドを製造している。
液室高さは７０μｍ、加圧液室長辺長は１．５ｍｍ、ノズル径は２０μｍである。振動板の弾性は短辺幅の４乗に比例するため、短辺長が５５μｍとした場合には、弾性力に対抗する静電力も大きくなり、駆動電圧が高くなる。
板厚の３乗に弾性力が比例するため、振動板板厚を薄くすることで電圧を低くする必要がでてくる。そこで制御性良く薄く振動板膜厚を制御することが重要である。
本発明のインクジェットヘッド構造では、振動板６にシリコン酸化膜を使用することを特徴とした。シリコン酸化膜を用いた振動板６の加圧液室７に面しないギャップ３の側の面に対向個別電極５が形成されている。
また、保持基板１にはｐ形またはｎ形の導電形不純物を含んだシリコンを用い、共通電極を形成していることも特徴である。
更に、例えば保持基板１の裏面に電極１４を形成し共通電極を外部に取り出すことが可能である。
パッド領域１２で個別電極５を外に取り出すパッド電極１３は酸化膜１１により固定されている。
酸化膜１１は液室基板１５と保持基板１とを接合した後にギャップ３内を熱酸化して形成される。このギャップ内酸化の際に振動板６に面する保持基板１が酸化してギャップを狭めないようにシリコン窒化膜２が形成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において、液室を構成する基板側に溝を形成することとしたので、個別電極が接合面よりはみ出ることがなく、接合のアライメントをし易くすることができるインクジェットヘッド構造を提供することができた。
請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造において、電極が多層で酸化膜振動板に接する層の抵抗が低いこととしたので、引出し電極の異方性導電膜等に接する部分の抵抗が低い部分が接触抵抗が低くなるインクジェットヘッド構造を提供することができた。
請求項７、８の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載のインクジェットヘッド構造を有する画像形成装置、インクジェット記録装置を特徴とするので、高密度化に伴い液室短辺が短いヘッドを持ちながら、振動板膜厚を高精度で薄く制御できるのでより低電圧で駆動することができる画像形成装置、インクジェット記録装置を提供することができた。
請求項９の発明は、電極を外部に引き出すパッド領域を保持基板であるシリコンを熱酸化することで固定するインクジェットヘッド製造方法を最も主要な特徴とする。インクジェットヘッド製造方法においては、対向個別電極を液室基板に形成する場合、引出し電極パッドの形成が難しい。
請求項９の発明は、電極を外部に引き出すパッド領域を保持基板であるシリコンを熱酸化することで固定するので、保持基板に電極パッドを容易に固定することができるインクジェットヘッド製造方法を提供することができた。
請求項１０の発明は、請求項９のインクジェット製造方法において、シリコン窒化膜をギャップ内に形成し酸化防止膜に用いるインクジェットヘッド製造方法を主要な特徴とする。
請求項９のインクジェット製造方法においては、ギャップ内を酸化することで引出し電極を固定しているが、請求項１０の発明は、シリコン窒化膜をギャップ内に形成し酸化防止膜に用いることとするので、酸化で振動板が変位するギャップ深さが減少することがないインクジェットヘッド製造方法を提供することができた。